Cephストレージのすべて

クラウドインフラ、メディアリポジトリ、データ分析、バックアップシステムなどの最新のワークロードには、重要なビジネスデータを管理するための大規模で柔軟なストレージソリューションが必要です。Cephは、スケーラブルでオープンソースのソフトウェア定義ストレージプラットフォームという強力な答えを提供し、高価なプロプライエタリシステムから組織を解放します。

Cephの仕組みと、次世代ITインフラの重要な構成要素になりつつある理由を詳しく見てみよう。

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Cephとは?

Cephはオープンソースで統一された分散ソフトウェアストレージシステムであり、単一のプラットフォーム内でスケーラブルで信頼性の高いクラスタ化ストレージを実現する。コモディティハードウェア上で動作するように設計されており、CRUSH（Controlled Replication Under Scalable Hashing）と呼ばれるアルゴリズムを活用して、クラスタとサブクラスタにデータを均等に分散します。このアプローチにより、データ管理が簡素化され、規模に応じた効率的な検索が可能になります。

Cephは1つのシステムで3種類のストレージをサポートする：

• オブジェクトベースのストレージ
• ブロックベースのストレージ
• ファイルシステムストレージ

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ブロックベースのストレージ

Cephは、仮想マシンまたはベアメタルLinuxサーバに接続するブロックデバイスとして機能する。RADOS（ReliableAutonomic Distributed Object Store）として知られるそのブロックストレージシステムは、スナップショット、レプリケーション、バックエンドとしてのOpenStack Block Storage（Cinder）との統合などの機能を提供する。

ブロックベース・ストレージのメリット

• Linuxやその他の仮想化環境で拡張可能
• シン・プロビジョニングによる効率的なストレージ利用
• スナップショットのサポート（読み取り専用と復帰）
• ストレージ・イメージの動的なサイズ変更

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オブジェクトベースストレージ

クライアントアプリケーションは、libradosとのインタフェースを持つソフトウェアライブラリを介して、Cephのオブジェクトベースストレージに直接アクセスできる。このアーキテクチャは、Cephクラスタへのシームレスなゲートウェイを提供します。

Ceph Object Storageがサポートするインタフェース：

• Swift互換：OpenStack Swift APIの多くのサブセットで動作する。
• S3互換：幅広いAmazon S3 REST API操作をサポートします。

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ファイルシステムストレージ

Cephのファイルシステム(CephFS)は同じオブジェクトストレージ基盤上で動作し、ブロックストレージとオブジェクトストレージの両方の機能を提供します。既存のアプリケーションやファイル操作との互換性を確保するため、POSIX準拠のインターフェースを使用する。

Cephのメタデータサーバクラスタは、ファイルシステムのディレクトリ構造とRADOSオブジェクトのマッピングを処理する。これらのサーバは動的に拡張できるため、負荷を管理し、高いパフォーマンスを維持できる。

Ceph File System (CephFS)の利点：

• パフォーマンスを最適化する自動ロードバランシング
• 事実上無制限のスケーラビリティ
• ミッションクリティカルなアプリケーションのための内蔵データ保護
• カスタマイズ不要のシームレスなPOSIXコンプライアンス

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Cephが新興ITインフラストラクチャに最適な理由

企業がデータの急激な増加に直面するにつれ、需要に応じて拡張できるコスト効率の高いストレージソリューションを求める傾向が強まっています。Cephは、柔軟性、信頼性、パフォーマンスを単一のプラットフォームに統合することで、このニーズに応えます。

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容易な管理

Cephは、資本コストや運用コストを大幅に増加させることなく、スケーリングを簡素化します。クラスタの自動リバランス、インテリジェントデーモン、障害回復などの機能は、Cephの分散アーキテクチャとオブジェクトストレージデーモン（OSD）によって処理される。Cephのモニタはクラスタの健全性を継続的に監視し、データの可用性を保証します。

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スケーラブルな設計

データ分散とレプリケーションはCephのスケーラビリティの中核です。ハッシュ関数がデータオブジェクトを配置グループにマッピングし、CRUSHアルゴリズムを使って配置グループをOSDに割り当てます。これにより、クラスタ全体で効率的でバランスの取れたデータストレージとレプリケーションが保証されます。

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信頼性と耐障害性

Cephはクラスタ全体で更新をレプリケートし、一貫性を維持することでデータの安全性を確保します。ハードウェアやネットワークに障害が発生した場合、Cephは問題を迅速に検出し、システムの安定性とデータの整合性を維持するためにリカバリを開始します。

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結論

Cephは、スケーラビリティ、信頼性、パフォーマンスという現代のITの中核的ニーズに対応する、包括的なソフトウェア定義ストレージソリューションを提供する。オープンソースの性質と柔軟性により、クラウドプロバイダー、ウェブホスト、大規模データ環境を管理する企業の間でますます人気が高まっている。